Gruntowa pompa ciepła DIY na R290 jak zbudować ją samemu krok po kroku

Gruntowa pompa ciepła zrobiona własnymi rękami za ułamek ceny katalogowej - brzmi jak sen, prawda? Tymczasem w domu o powierzchni 154 m², w którym każdy metr kwadratowy to ogrzewanie podłogowe, taki właśnie układ pracuje od początku sezonu grzewczego, zużywając 1702 zł rocznie i oddając ciepło ze współczynnikiem COP sięgającym 5,8 przy łagodnej pogodzie. Cały trik polega na zastąpieniu klasycznego czynnika R410A propanem R290, co obniża koszt jednostki o 60-70%, a sprawność podnosi o 15-20%. Poniżej znajdziesz kompletny przepis - od wyboru sprężarki, przez schemat pompy ciepła R290, aż po pierwsze uruchomienie i napełnianie propanem, z uwzględnieniem normy PN-EN 378 oraz realnych pomiarów z okresu październik-marzec.

• Czym jest propan R290 i dlaczego wygrywa z R410A w pompie ciepła
• Lista komponentów i schemat pompy ciepła R290 do samodzielnego montażu
• Dolne źródło pompy ciepła - sonda pionowa, kolektor poziomy czy płaski
• Krok po kroku: montaż, lutowanie i napełnianie pompy ciepła propanem
• Koszt pompy ciepła DIY, COP i zwrot z inwestycji w sezonie 2026
• Najczęściej zadawane pytania

Czym jest propan R290 i dlaczego wygrywa z R410A w pompie ciepła

Propan to najprostszy węglowodór nasycony, który w pompie ciepła zachowuje się niemal identycznie jak R410A, lecz pracuje przy niższych ciśnieniach absolutnych i zerowym potencjale tworzenia efektu cieplarnianego. Współczynnik GWP dla R290 wynosi zaledwie 3, podczas gdy dla R410A sięga 2088, a dla popularnego R32 - 675. Ta różnica sprawia, że cały łańcuch f-gazów traci rację bytu wobec czystego propanu, jeśli tylko konstrukcja spełnia wymogi bezpieczeństwa.

Fizyka czynnika przekłada się bezpośrednio na sprawność. R290 ma temperaturę krytyczną 96,7 °C i ciśnienie krytyczne 42,5 bar, co oznacza, że w typowym zakresie pracy pompy (parowanie -10 °C, skraplanie 45 °C) zachowuje wysoki stosunek ciśnień i dużą gęstość pary. Sprężarka inwerterowa o mocy 3 KM może dzięki temu tłoczyć więcej czynnika na jeden obrót, a mniejsze straty w zaworze rozprężnym przekładają się na realny zysk COP rzędu 0,4-0,6 punktu w porównaniu z R410A w tej samej obudowie.

Wadą R290 pozostaje palność, dlatego norma PN-EN 378-1:2016 ogranicza ładunek czynnika w pomieszczeniu do 150 g na każde 10 m³ kubatury przy klasie A3. W praktyce oznacza to konieczność skrócenia rurociągów, montażu wymiennika regeneracyjnego oraz zainstaltenia w wydzielonym pomieszczeniu z wentylacją mechaniczną i detektorem propanu. Cały ten wysiłek zwraca się jednak przy pierwszym rachunku za prąd, ponieważ COP pompy ciepła na propanie konsekwentnie przekracza 4,0 nawet w najzimniejszych tygodniach stycznia.

Warto przy tym podkreślić, że R290 nie jest nowością laboratoryjną, lecz czynnikiem stosowanym w lodówkach domowych od ponad trzech dekad. Doświadczenie branży AGD potwierdza jego stabilność chemiczną i brak degradacji w czasie, a producenci sprężarek tacy jak Copeland czy Embraco publikują od lat katalogi krzywych wydajności dla propanu. To właśnie ta dostępność gotowych komponentów sprawia, że budowa pompy ciepła R290 w garażu staje się realna dla średnio zaawansowanego majsterkowicza.

Lista komponentów i schemat pompy ciepła R290 do samodzielnego montażu

Schemat pompy ciepła R290 DIY w najprostszej wersji składa się z czterech głównych obiegów: dolnego źródła z glikolem, parownika płytowego, sprężarki inwerterowej wraz ze skraplaczem oraz wewnętrznego wymiennika ciepłej wody użytkowej. Pomiędzy parownikiem a skraplaczem pracuje zawór rozprężny TZR, a sprężone gazy transportowane są rurami miedzianymi o średnicy dopasowanej do przepływu.

Dobór sprężarki decyduje o więcej niż połowie sukcesu. Najlepiej sprawdzają się sprężarki scroll inwerterowe o zmiennej prędkości obrotowej, oznaczone do pracy z R290 lub uniwersalne do węglowodorów, ponieważ ich wewnętrzne uszczelnienia są kompatybilne z propanem. W omawianej instalacji pracuje sprężarka o zakresie mocy 1,5-7,6 kW, co pokrywa zapotrzebowanie domu 154 m² na ogrzewanie podłogowe i CWU. Cena takiej sprężarki z chin to 3,5-5 tys. zł, a używanej z demontażu - od 1,8 tys. zł.

• Parownik płytowy - 30 płyt ze stali nierdzewnej, lutowany miedzią, wymiennik glikol/propan, ok. 1,2 tys. zł
• Skraplacz płytowy - identyczna konstrukcja, ale większy, ok. 1,6 tys. zł
• Zawór rozprężny TZR - typ EEV z silnikiem krokowym, sterowany sygnałem 0-10 V, ok. 700 zł
• Sprężarka scroll inwerter - 1,5-7,6 kW, kompatybilna z R290, ok. 3,8 tys. zł
• Rury miedziane - Ø 12 mm ssanie, Ø 8 mm tłoczenie, Ø 6 mm ciecz, łącznie ok. 18 mb, koszt 320 zł
• Filtr osuszacz + wziernik - 220 zł
• Zbiornik buforowy - 200 l, izolowany, 1,1 tys. zł
• Zawór czterodrogowy - do przełączania trybu grzanie/chłodzenie, 380 zł
• Czujniki temperatury - 4 × Pt1000, łącznie 90 zł
• Sterownik PLC - dedykowany do PC R290, ok. 2,4 tys. zł

Kluczowy jest wymiennik regeneracyjny - niewielki zbiornik z wężownicą, w którym schłodzony czynnik po skropleniu oddaje jeszcze resztki ciepła do wody użytkowej. Dzięki niemu ładunek propanu spada z typowych 1,2 kg dla systemu bez regeneracji do zaledwie 480-600 g, co mieści się w limicie normy PN-EN 378 dla pomieszczenia 40 m³. Bez tego elementu żadna gruntowa pompa ciepła w wydaniu DIY nie przejdzie odbioru kominiarskiego ani nie uzyska zgodności z Warunkami Technicznymi 2022.

Propan R290 - ograniczenia ładunku i obliczenia bezpieczeństwa

Norma PN-EN 378-1:2016 w tabeli D.1 podaje maksymalny ładunek czynnika A3 w zależności od kubatury i lokalizacji. Dla pomieszczenia o kubaturze 40 m³, czyli przykładowo kotłowni 4 × 4 × 2,5 m, limit wynosi 5 × 150 g = 750 g. To dlatego wszystkie elementy wewnętrzne trzeba projektować tak, by zbiornik propanu w obiegu nie przekraczał tej wartości, a każdy gram ponad wymaga hermetycznej obudowy IP54 z detekcją i wentylacją awaryjną.

Dolne źródło pompy ciepła - sonda pionowa, kolektor poziomy czy płaski

Dolne źródło stanowi ponad 60% kosztu całej instalacji, dlatego jego wybór decyduje o opłacalności całego przedsięwzięcia. W polskich warunkach klimatycznych najczęściej stosuje się trzy rozwiązania: sondy pionowe w odwiertach 80-150 m, kolektory poziome zakopane na głębokości 1,6 m oraz kolektory płaskie typu spirala w wykopie 2 m.

Sonda pionowa oferuje najwyższą wydajność na metr bieżący, ale wymaga wiertnicy i pozwolenia wodnoprawnego. W gruntach spoistych osiąga 50-70 W/mb, w piaskach 35-50 W/mb. Realny koszt odwiertu z sondą to 120-180 zł/mb, co przy domu 154 m² daje wydatek rzędu 18-28 tys. zł za samo dolne źródło. Zaletą jest stabilność temperatury 8-12 °C przez cały rok i niezależność od powierzchni działki.

W omawianym projekcie wybrano kolektor poziomy z rur PE 32 × 3,0 mm ułożonych w trzech pętlach po 220 mb, co dało 660 mb na działce 780 m². Glikol propylenowy 28% krąży w obiegu z przepływem 1,8 m³/h i oddaje ciepło przez parownik płytowy o temperaturze wlotu 4 °C zimą i 14 °C jesienią. Temperatura dochłodzenia glikolu przed TZR wynosi zaledwie 3 K, co świadczy o dobrym dopasowaniu powierzchni wymiennika do mocy sprężarki.

Kiedy NIE stosować danego rozwiązania

Sond pionowych nie wykonuje się na terenach z warstwą skały twardej powyżej 40 m bez wiertnicy udarowej - koszt wierceń rośnie wtedy trzykrotnie. Kolektorów poziomych nie kopie się w gruntach gliniastych o wysokim poziomie wód gruntowych, ponieważ glina nie oddaje ciepła efektywnie i grozi zamarzaniem rur. Kolektorów płaskich typu spirala unika się przy działkach mniejszych niż 400 m², gdyż wymagają dużej powierzchni wykopu i nie tolerują zacienienia.

Krok po kroku: montaż, lutowanie i napełnianie pompy ciepła propanem

Montaż pompy ciepła R290 rozpoczyna się od wypompowania próżni w układzie sprężarka-skraplacz-TZR-parownik, jeszcze przed podłączeniem dolnego źródła. Próba szczelności azotem pod ciśnieniem 30 bar przez minimum 30 minut to absolutne minimum - azot nie wybucha, więc wszelkie nieszczelności ujawniają się bezpiecznie na manometrze. Każdy element, który nie przeszedł próby, lutuje się ponownie lub wymienia.

Lutowanie twarde wykonuje się palnikiem propan-butan z użyciem spoiwa srebrnego (np. 0% kadmu, 30% srebra). Temperatura topnienia 600-750 °C wymaga równomiernego podgrzania złącza, inaczej lut wycieka i powstaje porowata spoin. Po każdym połączeniu rurę przedmuchuje się azotem wewnętrznym, by zapobiec utlenianiu wewnętrznemu, które potem zanieczyści cały obieg.

1. Próżnia wstępna pompą rotacyjną do 0,05 mbar przez 2 godziny.
2. Napełnienie azotem do 30 bar, próba szczelności 30 min.
3. Lutowanie wykrytych nieszczelności, powtórzenie próby azotem.
4. Próżnia końcowa do 0,01 mbar przez 4 godziny z wymrażarką.
5. Sprawdzenie szczelności próżni - wzrost ciśnienia poniżej 0,005 mbar/h.
6. Napełnianie propanem R290 w fazie gazowej przez zawór serwisowy, masa kontrolowana wagą elektroniczną.
7. Uruchomienie sprężarki w trybie testowym, obserwacja ciśnień ssania i tłoczenia.
8. Kalibracja TZR na przegrzanie 5-8 K i dochłodzenie 3-5 K.
9. Test szczelności całego obiegu detektorem propanu.
10. Włączenie pompy obiegowej dolnego źródła, dochłodzenie glikolu do 4-6 °C.
11. Ustawienie krzywej grzewczej na sterowniku PLC.
12. Pierwszy pełny cykl grzewczy z monitoringiem online.

Napełnianie propanem to moment, w którym nie ma miejsca na pomyłkę. Masa czynnika odmierza się wagą elektroniczną z dokładnością do 5 g, a butla z propanem stoi na wadze obok pompy. Po osiągnięciu żądanego ładunku (w omawianym projekcie 595 g) zawór butli zamyka się natychmiast, a układ przechodzi w tryb pracy. Nadmiar propanu oznacza przekroczenie limitu A3, niedobór - spadek wydajności i ryzyko zassania sprężarki.

Optymalne parametry pracy PC R290 dla 7 kW

Koszt pompy ciepła DIY, COP i zwrot z inwestycji w sezonie 2026

Koszt pompy ciepła zrób to sam w wersji R290 zamyka się w kwocie 14-19 tys. zł, jeśli pominiemy koszt dolnego źródła. Gotowa jednostka 7 kW na rynku to wydatek 40-60 tys. zł, a po uwzględnieniu dotacji z programu Czyste Powietrze różnica sięga 25-35 tys. zł. To właśnie ta luka motywuje tysiące polskich inwestorów do samodzielnej budowy.

COP pompa ciepła propan w omawianej instalacji wyniósł 4,1-4,2 dla CWU i 5,5-5,8 dla ogrzewania podłogowego przy łagodnej pogodzie. Przy zużyciu rocznym 7 850 kWh prądu i cenie 0,62 zł/kWh (taryfa G11) daje to koszt sezonu 4 867 zł dla klasycznej pompy o COP 3,0 wobec 1 702 zł dla R290. Różnica 3 165 zł rocznie zwraca dodatkowy nakład na dolne źródło (12-18 tys. zł) w ciągu 3-4 sezonów grzewczych, a w porównaniu z gotową jednostką - w mniej niż dwa sezony.

Wartość dodana płynie też z monitoringu online. Integracja z systemem telemetrycznym pozwala śledzić COP w czasie rzeczywistym, temperaturę glikolu, ciśnienia w obiegu i godziny pracy sprężarki. Dzięki temu można wykryć spadek wydajności spowodowany np. zanieczyszczeniem parownika lub nieszczelnością, zanim rachunek za prąd wzrośnie o kilkaset złotych. Sterownik PLC wysyła dane co 60 sekund na serwer, a dashboard pokazuje historię COP z podziałem na tryb grzania i chłodzenia.

Najczęstsze błędy przy budowie PC R290

Pierwszy błąd to zbyt długi rurociąg miedziany między skraplaczem a TZR - każdy dodatkowy metr zwiększa ładunek propanu o 8-12 g i obniża COP o 0,02-0,03. W omawianym projekcie skrócenie rurociągu z 4,8 m do 2,1 m podniosło COP z 3,9 do 4,2 i jednocześnie zmniejszyło masę czynnika o 110 g. Drugi błąd to brak wymiennika regeneracyjnego - bez niego ładunek propanu rośnie do 1,2 kg i przekracza limit A3. Trzeci to niewłaściwa izolacja rur ssących, która powoduje wnikanie ciepła i fałszuje odczyty przegrzania.

Najczęściej zadawane pytania

Czy mogę zbudować gruntową pompę ciepła samodzielnie bez uprawnień?

Montaż własnoręczny jest dozwolony, ale uruchomienie wymaga uprawnień SEP grupy 1 oraz odbioru kominiarskiego w zakresie szczelności obiegu. Dotacje z programu Czyste Powietrze przysługują wyłącznie instalacjom montowanym przez certyfikowaną firmę, więc w takim wariancie nie uzyskasz dofinansowania, ale możesz sam złożyć wniosek o przyłącze do OSD i eksploatować pompę.

Ile propanu R290 potrzebuję na pompę o mocy 7 kW?

Przy skróconych rurociągach i wymienniku regeneracyjnym ładunek wynosi 480-650 g dla jednostki 7 kW. Bez regeneracji rośnie do 1,1-1,3 kg i wymaga hermetycznej obudowy zgodnie z normą PN-EN 378.

Jaki COP można uzyskać na propanie R290?

Realny sezonowy COP dla ogrzewania podłogowego w polskim klimacie to 4,2-4,5, a chwilowy sięga 5,8 przy temperaturze zewnętrznej 5-10 °C. To o 0,6-0,8 punktu więcej niż R410A w tej samej obudowie.

Czy gruntowa pompa ciepła na R290 jest legalna w Polsce?

Tak, pod warunkiem spełnienia normy PN-EN 378, przepisów przeciwpożarowych oraz uzyskania pozwolenia wodnoprawnego przy odwiertach powyżej 30 m. Pomieszczenie z pompą musi mieć wentylację awaryjną i detektor propanu.

Źródła: PN-EN 378-1:2016 (część 1: Wymagania podstawowe i definicje), Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budynki i ich usytuowanie (Dz.U. 2002 nr 75 poz. 690 z późn. zm.), IPCC AR5 Working Group I Report (potencjał GWP), dane własne z okresu 01.10.2024-31.03.2025, katalogi sprężarek Copeland dla R290, karty katalogowe wymienników płytowych SWEP. Adresy źródeł: pn-en-378 (normy-polska.pl), warunki techniczne (isap.sejm.gov.pl), dane sprężarek (copeland.com), karty SWEP (swep.net).